DIPLOMOVÁ PRÁCEPRACOVIŠT ZýU - FST - KKS DRUH PRÁCE DIPLOMOVÁ BAKALÁŘSKÁ Nehodící se škrtnte NÁZEV PRÁCE Konstrukce formy pro tlakové lití FAKULTA strojní KATEDRA

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

FAKULTA STROJNÍ

Studijní program: N 2301 Strojní inženýrství Studijní zaměření: 2302T019 Stavba výrobních strojů a zařízení

DIPLOMOVÁ PRÁCE

Konstrukce formy pro tlakové lití

Autor: Bc.Roman Šmíd

Vedoucí práce: Doc.Ing. Martin HYNEK, Ph.D.

Akademický rok 2014/2015

Prohlášení o autorství

Předkládám tímto k posouzení a obhajobě diplomovou práci, zpracovanou na závěr studia na

Fakultě strojní Západočeské univerzity v Plzni.

Prohlašuji, ţe jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně, s pouţitím odborné

literatury a pramenů, uvedených v seznamu, který je součástí této diplomové práce.

V Plzni dne: ……………………. . . . . . . . . . . . . . . . . .

podpis autora

Poděkování

Tímto bych chtěl poděkovat všem lidem, kteří mi přispěli radami a připomínkami při

zpracování této diplomové práce, zejména pak panu Doc. Ing. Martinu Hynkovi Ph.D. za

systematické vedení této diplomové práce. Dále bych chtěl poděkovat panu Francescu

Bigliettimu za poskytnutí programu Cast-Designer a cenných rad při řešení problematiky

týkající se numerické simulace. Neméně velké poděkování patří mé rodině za morální

podporu při studiu.

ANOTAČNÍ LIST DIPLOMOVÉ PRÁCE

AUTOR Příjmení

Šmíd

Jméno

Roman

STUDIJNÍ OBOR 2302T019 „Stavba výrobních strojů a zařízení“

VEDOUCÍ PRÁCE

Příjmení (včetně titulů)

Doc. Ing. Hynek, Ph.D.

Jméno

Martin

PRACOVIŠTĚ ZČU - FST - KKS

DRUH PRÁCE DIPLOMOVÁ BAKALÁŘSKÁ

Nehodící se

škrtněte

NÁZEV PRÁCE Konstrukce formy pro tlakové lití

FAKULTA strojní KATEDRA KKS ROK

ODEVZD. 2015

POČET STRAN (A4 a ekvivalentů A4)

CELKEM 99 TEXTOVÁ ČÁST 71 GRAFICKÁ

ČÁST 28

STRUČNÝ POPIS

(MAX 10 ŘÁDEK)

ZAMĚŘENÍ, TÉMA, CÍL

POZNATKY A PŘÍNOSY

Diplomová práce obsahuje informace o základních

technologiích odlévání kovů. Numerickou simulaci

vysokotlakého lití pro dva vtokové systémy. Konstrukci

tlakové licí formy a popis jednotlivých komponentů.

Numerická simulace byla provedena výpočtovým

softwarem Cast-Designer. Konstrukce tlakové licí formy

byla zhotovena pomocí CAD systému Catia V5R19.

KLÍČOVÁ SLOVA

ZPRAVIDLA

JEDNOSLOVNÉ

POJMY,

KTERÉ VYSTIHUJÍ

PODSTATU PRÁCE

Odlévání kovu, Tlaková licí forma,Numerická simulace,

Vysokotlaké lití, Cast-Designer, Catia V5,

SUMMARY OF DIPLOMA SHEET

AUTHOR

Surname

Šmíd

Name

Roman

FIELD OF STUDY 2302T019 „Design of Manufacturing Machines and Equipment“

SUPERVISOR

Surname (InclusiveofDegrees)

Doc. Ing. Hynek, Ph.D.

Name

Martin

INSTITUTION ZČU - FST - KKS

TYPE OF WORK DIPLOMA BACHELOR

Deletewhen not

applicable

TITLE OF THE

WORK A Die Casting Mold Design

FACULTY

Mechanical

Engineering DEPARTMENT

Machine

Design SUBMITTED

IN 2015

NUMBER OF PAGES (A4 and eq. A4)

TOTALLY 99 TEXT PART 71 GRAPHICAL

PART 28

BRIEF DESCRIPTION

TOPIC, GOAL,

RESULTS AND

CONTRIBUTIONS

Diploma thesis includes information of the basic die

casting technology. The thesis also contains a numerical

simulation of high-pressure die casting for two gating

systems. It also contains a design of die casting mold

manipulator and description of its parts. The numerical

simulation was performed by computation software Cast-

Designer. The design of the die casting mold was created

in CAD system Catia V5R19.

KEY WORDS

Die casting, Die casting mold, Numerical simulation, High-

Pressure Die casting, Cast-Designer, Catia V5

Západočeská univerzita v Plzni. Fakulta strojní. Diplomová práce, akad.rok 2014/15

Katedra konstruování strojů Bc. Roman Šmíd

6

Obsah

Obsah .................................................................................................................................. 6

1. Pouţité zkratky a symboly ................................................................................................. 8

2. Úvod ................................................................................................................................... 9

3. Odlévání kovů .................................................................................................................... 9

3.1 Gravitační lití ............................................................................................................. 10

3.2 Nízkotlaké lití ............................................................................................................ 10

3.3 Vysokotlaké lití.......................................................................................................... 11

3.3.1 Stroje pro vysokotlaké lití .................................................................................. 12

4. Formy pro odlévání kovů ................................................................................................. 13

4.1 Formy netrvalé ........................................................................................................... 13

4.1.1 Výroba netrvalých forem ................................................................................... 14

4.2 Formy trvalé .............................................................................................................. 16

4.2.1 Tlaková licí forma .............................................................................................. 16

5. Vytvoření modelu zadaného dílu ..................................................................................... 20

6. Numerická simulace vysokotlakého lití ........................................................................... 25

6.1 Cíle numerické analýzy ............................................................................................. 25

6.2 Vstupní parametry ..................................................................................................... 25

6.3 Výpočtová síť ............................................................................................................ 25

6.4 Počáteční a okrajové podmínky ................................................................................. 25

6.5 Výsledky numerické simulace ................................................................................... 25

6.6 Numerická simulace první vtokové soustavy ............................................................ 26

6.6.1 Výpočtová síť ..................................................................................................... 26

6.6.2 Počáteční a okrajové podmínky ......................................................................... 27

6.6.3 Výsledky numerické simulace ........................................................................... 27

6.7 Numerická simulace druhé vtokové soustavy ........................................................... 32

6.7.1 Výpočtová síť ..................................................................................................... 32

6.7.2 Počáteční a okrajové podmínky ......................................................................... 33

6.7.3 Výsledky numerické simulace ........................................................................... 33

6.8 Závěr .......................................................................................................................... 38

7. Konstrukce formy pro tlakové lití .................................................................................... 39

7.1 Sestava formy pro tlakové lití .................................................................................... 39

7.2 Popis činnosti formy pro tlakové lití ......................................................................... 40



7

7.3 Komponenty tlakové licí formy ................................................................................. 41

7.3.1 Tvarové vloţky ................................................................................................... 41

7.3.2 Rámy .................................................................................................................. 43

7.3.3 Vtoková soustava ............................................................................................... 45

7.3.4 Odvzdušňovací soustava .................................................................................... 47

7.3.5 Jádra ................................................................................................................... 48

7.3.6 Pohyblivé části formy (šíbry) ............................................................................. 50

7.3.7 Vedení formy ...................................................................................................... 54

7.3.8 Mezideska formy ................................................................................................ 55

7.3.9 Vyhazovací paket ............................................................................................... 55

7.3.10 Upínací deska ..................................................................................................... 58

7.3.11 Temperace formy ............................................................................................... 59

7.3.12 Transportní prvky formy .................................................................................... 65

8. Závěr ................................................................................................................................. 66

Pouţitá literatura: ..................................................................................................................... 66



8

1. Použité zkratky a symboly

Zkratky Název

mm jednotka délky

MPa jednotka tlaku

°C jednotka teploty

N jednotka síly

s jednotka času

KKS Katedra konstruování strojů

ZCU Západočeská univerzita v Plzni

FST Fakulta strojní

CSN Česká státní norma

DIN Německá národní norma



9

2. Úvod

Cílem diplomové práce je konstrukční návrh formy pro tlakové lití. Vytvoření odlévaného

dílu, konstrukce 3D modelů a výkresové dokumentace je zhotovena v softwaru Catia V5r19.

3. Odlévání kovů

Technologie odlévání kovů se dělí na tři základní skupiny:

1. Gravitační lití 2. Nízkotlaké lití 3. Vysokotlaké lití

Obrázek 1 - Rozdělení technologií odlévání kovu[4]

Hlavními parametry, které určují technologii odlévání:

1. Tvar, rozměr a hmotnost odlitku 2. Jakost povrchu a rozměrová přesnost 3. Materiál odlitku 4. Velikost série



10

3.1 Gravitační lití

Technologie lití kovu vyuţívá k vyplnění dutiny licí formy odpovídající budoucímu

odlitku hmotnosti roztaveného kovu a gravitačního zrychlení. Základním typem gravitačního

lití je lití do pískových forem, které nachází uplatnění u menších sérií z důvodu niţších

nákladů na zhotovení, úpravu nebo údrţbu pískové formy. Nevýhodou lití do pískových

forem je především kvalita povrchu, rozměrová přesnost odlitků a častější výskyt vnitřních

vad odlitků. Pokročilejším způsobem gravitačního lití je lití za pouţití jednoduchých

kovových forem tzv. kokil. Technologie lití do kokil umoţňuje odlévání ve větších sériích

a v porovnání s technologií lití do písku lze dosáhnout vyšší kvality povrchu a rozměrové

přesnosti. Nevýhodou jsou vyšší vstupní investice na výrobu kokily.[5]

3.2 Nízkotlaké lití

Jedná se o technologii lití kovu, při které je tavenina přiváděna do licí formy působením

tlaku plynu. Tavenina je přiváděna do udrţovací pece umístěné pod licí formou. V udrţovací

peci se nachází licí kelímek, který je naplněn taveninou a za působení tlaku plynuje pomocí

trubice tavenina přivedena do dutiny formy. Tlak plynu musí být nastaven tak, aby došlo

k plynulému vyplnění dutiny formy bez vad, které mohou vznikat např. při gravitačním lití.

Přetlak působí po celou dobu tuhnutí odlitku v dutině formy. Hodnota přetlaku se pohybuje

v závislosti na hustotě taveniny v rozmezí 0,02 aţ 0,04 MPa. V porovnání s technologií

gravitačního lití dochází k vyššímu stupni vyuţití materiálu a sníţení výrobních nákladů.

Technologie nízkotlakého lití kovu nachází uplatnění u osově symetrických

a tenkostěnných odlitků z neţelezných kovů v malých a středních sériích.[4]

Obrázek 3 – Nízkotlaké lití [14]

Obrázek 2 Gravitační lití kovu[13]



11

3.3 Vysokotlaké lití

Jedná se o technologii lití kovu, při které je tavenina přiváděna do licí formy za zvýšeného

tlaku vyvozeným obvykle pístem, méně častěji plynem. Zvýšeným tlakem lze dutinu licí

formy vyplnit taveninou ve velmi krátkém čase. Za působení stálého tlaku tzv. dotlaku

tavenina uvnitř dutiny formy ztuhne. Technologie nachází uplatnění při odlévání tvarově

sloţitých, tenkostěnných a přesných odlitků. Vysoká rozměrová přesnost odlitku v některých

případech umoţňuje vynechání obráběcích a dokončovacích operací a sniţuje tak náklady na

výrobu. V porovnání s předešlými technologiemi odlévání lze vysokotlakým litím dosáhnout

vyšší jakosti povrchu.[3]

Výhody vysokotlakého lití:

1. Vysoké vyuţití kovu 2. Výroba tvarově sloţitých odlitků 3. Výroba tenkostěnných odlitků 4. Vysoká jakost povrchu 5. Zvýšená produktivita práce

Nevýhody vysokotlakého lití:

1. Vysoké náklady na výrobu licí formy 2. Vysoká pořizovací cena stroje

Pracovní cyklus vysokotlakého lití:

a) Uzavření licího stroje a ustavení pohyblivých jader a šíbrů, naplnění licí komory taveninou

b) Pohyb pístu a zaplněním dutiny licí formy taveninou, tuhnutí taveniny uvnitř dutiny za působení dotlaku

c) Otevření licí formy spojené s odjetím pohyblivých jader, uvolnění odlitku d) Vyhození odlitku z licí formy pomocí vyhazovačů, ošetření dutiny licí formy

separační látkou před spuštěním dalšího cyklu

Obrázek 4- Pracovní cyklus vysokotlakého lití [15]



12

3.3.1 Stroje pro vysokotlaké lití

V současnosti existuje na světě velké mnoţství firem, které se zabývají konstrukcí

a výrobou strojů pro tlakové lití např. japonská firma Toshiba. Firmy nabízejí stroje různých

velikostí a stupňů automatizace. Největšího rozvoje u strojů pro tlakové lití dochází

především v oblasti vstřikovacích a dávkovacích mechanismů.

Dle konstrukce se stroje pro tlakové lití dělí na dvě základní skupiny:

1. Stroje se studenou licí komorou 2. Stroje s teplou licí komorou

3.3.1.1 Stroje se studenou licí komorou

Jsou nejčastěji vyuţívány u tlakového lití kovu. Podle polohy licí komory se dělí na

horizontální a vertikální. Příprava taveniny probíhá v peci mimo licí stroj, následuje

přemístění do licí komory stroje, odkud je tavenina pomocí pístu přivedena pod tlakem do

dutiny formy.[6]

3.3.1.2 Stroje s teplou licí komorou

Jsou stroje, ve kterých je licí komora součástí tavící pece. Vhodnost teplé licí komory

nacházíme u odlévání slitin zinku, hořčíku a dalších slitin s nízkým bodem tání. Mezi výhody

strojů s teplou komorou patří sníţená oxidace taveniny, která nastává při přemísťování

taveniny z pece do licí komory.[7]

Obrázek 5 - Stroj se studenou licí komorou [16]

Obrázek 6 - Stroj s teplou licí komorou [17]



13

4. Formy pro odlévání kovů

Formy jsou slévárenské nástroje, pomocí kterých se tavenina přivedená z pracovního stroje

přemění na výsledný odlitek. Pracovním prostorem formy je tzv. dutina, která odpovídá

tvarem budoucímu odlitku. [4]

Rozdělení forem pro odlévání kovu:

1. Formy netrvalé 2. Formy trvalé

4.1 Formy netrvalé

Jedná se o formy, které jsou po odlití a vyjmutí odlitku vţdy porušeny a proces lití není

moţné okamţitě opakovat. Základním představitelem netrvalých forem jsou formy pískové,

typicky pouţívané u gravitačního lití kovu. Pro výrobu netrvalých forem se pouţívají

formovací směsi, které tvoří ostřiva, pojiva a přísady. Ostřivo je nosná část formovací směsi,

často se pouţívá křemenný písek. Část formovací směsi tvoří pojivo spojující zrnka ostřiva.

Přísady se přidávají do formovacích směsí za účelem zlepšení vlastností, kterými jsou např.

prodyšnost a rozpadavost. Směsi se následně strojově smíchají, aby se dosáhlo homogenního

promísení formovací směsi s poţadovanými vlastnostmi jako pevnost, tvárnost

a ţáruvzdornost.[5]

Obrázek 7 - Trvalá forma pro odlévání kovu [18]

Obrázek 8 - Schéma netrvalé formy [19]



14

4.1.1 Výroba netrvalých forem

Způsobů výroby netrvalých forem je známa celá řada. Velmi často pouţívaný způsob je

formování do dvou rámů za pomoci modelu. Formovací směs je po strojním smíchání vloţena

do kovového formovacího rámu, kde je následně zpevňována a formována pomocí modelu.

Model, který svým tvarem odpovídá odlitku je otisknut do formovací směsi a vzniká tak

dutina (negativ modelu). Podle sloţitosti mohou být modely jednoduché nebo dělené. Otvory

uvnitř odlitku nebo sloţitý vnější tvar odlitku je moţné zhotovit také pomocí jader. Ta se dělí

na jádra pravá a nepravá. Jádra pravá slouţí k vytvoření otvoru uvnitř odlitku, jádra nepravá

naopak slouţí k vytvoření sloţitější vnějšího tvaru odlitku.[5,8]

Dalším moţným způsobem výroby formy je výroba pomocí skořepiny. Kovový model je

obsypán formovací směsí s tenkou vrstvou pojiva. Následně se model ohřeje na teplotu kolem

250°C, čímţ dochází k vytvrzení formovací směsi a získání dutiny v poţadovaném tvaru.[8]

Velmi moderní metodou odlévání do netrvalých forem je metoda spalitelného modelu.

Model včetně vtokové soustavy vyrobený ze speciální pěny je vloţen do formy a zasypán.

Následuje zhutnění formovací směsi v okolí modelu. Litím kovu do formy dochází

k postupnému spalování a nahrazování modelu kovem, který následně ztuhne a je vyjmut

z formy. Nevýhody spočívají především v početné výrobě modelů. [8]

Obrázek 9 - Postup odlévání metodou dvou rámů [20]



15

4.1.1.1 Vtoková soustava netrvalých forem

Soustava kanálů, jejichţ hlavní funkcí je přivedení taveniny do dutiny formy. Vtoková

soustava dále musí zajistit při klidném plnění dutiny formy dobré zaběhnutí kovu v celém

objemu dutiny, zachycení strusky a nečistot. Nečistoty a struska negativně ovlivňují kvalitu

odlitku. Vtoková soustava se skládá z vtokové jamky, vtokového kanálu, dopadové jamky,

odstruskovače a zářezů. Vtoková soustava bývá modifikována podle velikosti, tvaru odlitku a

materiálu odlitku. [8]

Prvky vtokové soustavy:

Vtoková jamka – plynule plní vtokovou soustavu taveninou přivedenou z licí pánve

Vtokový kanál – navazuje na vtokovou jamku a dále rozvádí taveninu do odstruskovačů

Odstruskovače – rozvádějí taveninu směrem k zářezům a zabraňují vniknutí strusky do prostoru dutiny formy

Zářezy – kanály spojující dutinu formy s vtokovou soustavou, umístění zářezů se obvykle volí ve středu nebo spodku formy

4.1.1.2 Odvzdušnění netrvalých forem

Proces odlévání doprovází vznik neţádoucích plynů v uzavřeném prostoru dutiny.

Odstranění plynů z dutiny formy dochází pomocí tzv. výfuků, jejichţ umístění se volí na

základě tvaru a rozměru odlitku. Do forem se také často napichují tzv. průduchy, kterými se

zvyšuje mnoţství odvedených plynů z formy do okolí. [8]

4.1.1.3 Nálitky

Kov tuhnoucí v dutině formy se zároveň smršťuje a dochází tak ke geometrickým změnám

odlitku. Nálitky jsou zásobníky tekutého kovu, které kompenzují smrštění odlitku

kontinuálním doplňováním taveniny při tuhnutí tak, aby bylo dosaţeno předepsané

geometrické přesnosti. Z funkčního hlediska je tedy nutné, aby odlitek ztuhl dříve, neţ dojde

ke ztuhnutí kovu v nálitku. Umístění nálitků se ve formě volí tak, aby během ochlazování

mohl kov z nálitků kompenzovat smrštění odlitku po celé jeho ploše.[8]

Obrázek 10 - Vtoková soustava [21]



16

4.2 Formy trvalé

Jsou formy, u kterých po odlití a vyjmutí odlitku následuje pouze postřik funkčních částí

separační látkou a forma je připravena proces lití opakovat. Trvalé formy nacházejí uplatnění

u gravitačního, nízkotlakého a vysokotlakého lití kovu. Ţivotnost je do značné míry ovlivněna

podmínkami lití, způsobem ošetření funkčních částí a odlévaným materiálem. Trvalé formy

jsou běţně vyráběny z ocelí s dobrými mechanickými vlastnostmi (vysoká mez pevnosti

a kluzu, zvýšené odolnosti proti tepelnému namáhání, nízká tepelná roztaţnost, atd.). [4]

4.2.1 Tlaková licí forma

Tlaková licí forma je rozdělena na dvě poloviny, polovinu pohyblivou a nepohyblivou,

podle umístění formy na licím stroji. Obě poloviny formy jsou tvořeny rámy, ve kterých jsou

uloţeny tvarové vloţky odpovídající tvaru odlitku. Forma dále obsahuje prvky pro přívod

taveniny do dutiny formy, mechanismus vyhození odlitku z prostoru formy, temperační

systém, odvzdušňovací systém a vedení polovin formy. Velmi často je forma opatřena

pohyblivými systémy (šíbry), které napomáhají odlévání a vyhození u tvarově sloţitých

odlitků. Otvory u odlitků se zhotovují stejně jako u netrvalých forem pomocí vloţených

jader.[3]

Obrázek 11 - Tlaková licí forma [22]

Obrázek 12 - Schéma tlakové licí formy [23]



17

4.2.1.1 Násobnost formy

Násobnost formy je určena počtem odlitků vyrobených při jednom pracovním cyklu.

Pokud je při pracovním cyklu odlit pouze jeden odlitek, jedná se o formu jednonásobnou.

Jestliţe jsou vyrobeny např. tři odlitky při jednom pracovním cyklu, jedná se o formu

trojnásobnou. Násobnost formy si určuje zadavatel.

4.2.1.2 Vtoková soustava

Hlavní funkcí vtokové soustavy je přemístit taveninu pomocí vtokových kanálů z prostoru

licí komory stroje do dutiny formy v dostatečném mnoţství v co moţná nejkratším čase.

Existuje celá řada zásad, podle kterých se vtoková soustava navrhuje. Plnění dutiny by mělo

docházet bez turbulentního proudění taveniny, aby se nesniţovala ţivotnost dutiny formy a

odlitek byl bez vnitřních vad. V místě, ve kterém tavenina vstupuje do dutiny formy (vtokové

naříznutí) by neměly být ţádné překáţky. Umístění vtokových naříznutí se volí dle velikosti a

geometrie odlitku. Vtoková soustava musí být navrţena tak, aby při plnění dutiny formy

docházelo ke kontinuálnímu odvodu vzduchu z prostoru dutiny odvzdušňovacím systémem.

Forma je vţdy před nasazením do výroby testována. Pokud výsledky neodpovídají

poţadavkům, dochází k následné optimalizaci vtokové soustavy. V současnosti se také pro

vyhodnocování vtokové soustavy vyuţívají simulační programy.[3]

4.2.1.3 Odvzdušňovací systém

Odvzdušňovací systém je tvořen kanály, kterými se odvádí vzduch uzavřený v dutině

a vtokových kanálech formy. Nedostatečným odvodem vzduchu se zvyšuje riziko vzniku vad

na odlitku jako je např. porezita. Odvzdušňovací systém je stejně jako vtokový optimalizován

po odzkoušení.[3]

Dělení odvzdušňovacích systémů:

1. S odvzdušňovacími deskami 2. S podporou vakua

Obrázek 13 - Vtokový systém



18

Odvzdušňovací desky

Desky jsou umístěny na konci odvzdušňovacího systému a vzduch vytlačovaný z dutiny je

přes odvzdušňovací kanály a odvzdušňovací desky odveden z prostoru formy. Odvzdušňovací

deska je konstrukčně nejjednodušší odvzdušňovací prvek s niţšími nároky na údrţbu. Desky

jsou umístěny na obou polovinách formy. K odvzdušnění se vyuţívá vlnová mezera mezi

dvojicí na sobě leţících desek. [4,9]

Odvzdušnění s podporou vakua

Je speciální odvzdušňovací systém vyuţívající podtlaku k vyvedení uzavřeného vzduchu

z prostoru dutiny formy. Systém tvoří vakuová pumpa, vakuové ventily, řízení

a kontrola vakua ve formě. Vakuová pumpa vytváří podtlak v době, kdy jsou pomocí pístu

licího stroje utěsněny licí komora stroje a dutina s vtokovými kanály. Faktorem, který

ovlivňuje účinnost vakuového systému, je načasování. Při působení vakua před utěsněním

dochází k proudění vzduchu skrze celý systém. Naopak při opoţděném zapojení vakua můţe

dojít k uzavření vzduchu uvnitř odvzdušňovacího systému. [9]

Vakuové ventily se podle konstrukce dělí na:

1. Statické 2. Dynamické

Statické ventily (vlnovce)jsou konstrukčně podobné odvzdušňovacím deskám, navíc jsou

nezávisle chlazeny a obsahují připojení k vakuové pumpě. Vzduch je stejně jako

u odvzdušňovacích desek vyváděn pomocí úzké vlnové mezery mezi ventily. [9]

Dynamické ventily mohou být mechanické, elektromechanické nebo hydraulické.

Dynamické ventily jsou schopny větších průtoků vzduchu, tím pádem zvyšují účinnost

systému a zkracují dobu odvzdušnění formy. [9]

Obrázek 14 - Statické odvzdušňovací ventily[24]

Obrázek 15 - Dynamický odvzdušňovací ventily [25]



19

4.2.1.4 Vyhazovací systém

Vyhození odlitku po dokončení lití zajišťuje vyhazovací mechanismus, který je tvořen

vyhazovacími deskami s uloţenými vyhazovači. Vyhazovací systém je spojen a ovládán

pohyblivým tahačem umístěným na stroji.

4.2.1.5 Temperační systém

Procesem lití dochází k nerovnoměrnému teplotnímu zatíţení formy, které vede ke sníţení

ţivotnosti zatěţovaných částí formy. Temperační systém při pracovním cyklu zajistí

optimální teplotní podmínky pomocí temperačního média, obvykle oleje, proudícího

v otvorech předvrtaných v temperovaných částech formy. Temperační okruhy jsou tvořeny

nejrůznějšími prvky jako např. rychlospojky, přepáţky, ucpávky, trubky, které slouţí k řízení

směru proudu média.

4.2.1.6 Pohyblivé části formy

Dříve zmíněný poţadavek snadného odformování odlitku po ztuhnutí v dutině formy bývá

realizováno pomocí pohyblivých částí tzv. šíbrů. Šíbry se při pracovním procesu pohybují

v předem určených drahách a jejich polohy jsou závislé na pracovním cyklu lití. Před

přivedením taveniny do formy je nutné tyto šíbry pevně ustavit. Po licím procesu

a následném ztuhnutí odlitku jsou uvedeny do pohybu směřujícímu z prostoru odlitku.

Ovládání je při jednoduší konstrukci šíbru mechanické pomocí šikmého kolíku, sloţitější

a objemnější šíbry jsou zpravidla ovládané hydraulickými válci.

4.2.1.7 Vedení formy

Hlavní funkcí systému je přesné vedení pohyblivé části formy vůči části nepohyblivé při

otevírání a zavírání formy v závislosti na pracovním cyklu. Základní rozdělení vedení se

odvíjí podle umístění na formě. Vedení můţe být vnitřní nebo vnější.



20

5. Vytvoření modelu zadaného dílu

Díl, podle kterého bude tlaková licí forma navrhována, je víko hlavy válců, slouţící ve

spalovacím motoru k uloţení vačkových hřídelů ovládající ventily. Materiál dílu je slitina

hliníku AlSi9Cu3 vyznačující se velmi dobrou slévatelností a rozměrovou stálostí. Díky dobré

slévatelnosti nachází slitina uplatnění při odlévání tenkostěnných odlitků pod tlakem.

Smrštitelnost se u slitiny Asi9Cu3 pohybuje kolem 0.7 %. Licí teplota slitiny se pohybuje

mezi 650-700°C. [10]

Díl víka hlavy válců slouţí jako zadání pro vypracování konstrukce formy pro tlakové

lití. Zadaný díl byl poskytnut ve formátu STEP, který musel být následně přepracován do

funkčního modelu pomocí softwaru Catia V5R19. Pomocí funkčního modelu lze vytvořit dvě

plochy, horní plochu dílu a spodní plochu dílu, podle kterých se následně oříznou tvarové

vloţky formy.

Obrázek 16 - Vytvořené plochy dle zadaného dílu

Odlitek

Horní plocha dílu

Spodní plocha dílu



21

Vytvořenými plochami nelze oříznout tvarové vloţky tak, aby přesně odpovídaly

poţadovanému tvaru dílu. Oříznutí vloţky je moţné pouze plochou přesahující hrany vloţky

po celém obvodě a plochou uzavřenou po celém povrchu. Jinými slovy plocha nesmí

obsahovat otvory a musí přesahovat plochu vloţky. Takto vytvořená plocha se nazývá

ořezová. Ořezová plocha se skládá z plochy dílu, ploch vyplňující budoucí otvory v odlitku,

ploch výstupků pro ustavení a výběhové plochy.

Dále je uveden postup horní plochy dílu, pro spodní je postup analogický.

Plocha odpovídající tvaru odlitku musí být upravena o hodnotu smrštění materiálu odlitku a

roztaţnosti materiálu formy. Ke smrštění odlitku dochází v důsledku jeho tuhnutí. Dalším

faktorem ovlivňující geometrickou přesnost odlitku je tepelná roztaţnost materiálu formy

v okolí odlitku způsobená ohřevem od taveniny. CAD model odlitku musí zohledňovat oba

tyto faktory, aby měl výsledný odlitek poţadovanou geometrickou přesnost.

Obrázek 17 Ořezová plocha

Obrázek 18 Plocha dílu



22

Plochy vyplňující budoucí otvory, které je na odlitku nutné zhotovit během procesu lití,

slouţí k uzavření plochy dílu a vytvoření funkční ořezové plochy.

Plochy výstupků pro ustavení slouţí pro zhotovení výstupků na odlitku umoţňující

manipulaci s odlitkem nebo ustavení odlitku při dokončovacích a kontrolních operacích.

Výběhová plocha je potřebná pro splnění druhé podmínky oříznutí vloţky, tedy k jeho

přesahu přes hrany vloţky. Pro dosaţení poţadované geometrické přesnosti v okolí dílu je

nutné výběhovou plochu tangentně napojit na všechny předešlé plochy (plochu dílu a plochy

ustavovacích výstupků). V rozích výběhové plochy jsou vytvořeny ostrůvky pro lepší

centrování vloţek.

Obrázek 19 Plochy otvorů

Obrázek 20 Plochy ustavovacích výstupků

Obrázek 21 Výběhová plocha



23

Ořezová plocha sloţená z výše uvedených ploch poslouţí k oříznutí vloţky. Jednoduchý

postup oříznutí je uveden na následujícím obrázku. Výroba tvarové vloţky je převáţně

prováděna na víceosých obráběcích centrech, důvodem je geometrická a tvarová sloţitost

ořezové plochy.

Obrázek 22 Postup výroby tvarové vložky



24

Na základě konstrukce zadaného dílu bylo nejprve určeno umístění dělící roviny. Dělící

rovina se nachází na spodním okraji dílu (viz zelená čára), tedy na těsnící ploše víka hlavy

válců.

Umístění vtokových naříznutí je zvoleno s ohledem na plynulé a rovnoměrné plnění dutiny

formy (viz červené šipky). Výstupy vzduchu jsou umístěny proti vtokovým naříznutím (viz

modré šipky).

Obrázek 23 Umístění dělící roviny

Obrázek 24 Umístění vtokového naříznutí, odvzdušnění a bočních jader



25

6. Numerická simulace vysokotlakého lití

V současné době se při konstrukci forem pro vysokotlaké lití vyuţívá moderních CAD

systémů. Obdobně se vyuţívají CAE systémy ve slévárnách pro přípravu a optimalizaci

odlitků. Numerické simulace mohou poukázat na problémy a nebezpečí při tlakovém lití.

Simulace dále mohou slouţit pro optimalizaci procesu tlakového lití kovu.

6.1 Cíle numerické simulace

Numerická simulace vysokotlakého lití zkoumá vhodnost navrhované vtokové

a odvzdušňovací soustavy, které ovlivňují zaplnění dutiny formy. Dále lze simulací studovat

např. vliv temperačních okruhů na tuhnutí odlitku, výskyt vnitřních vad odlitku, dobu tuhnutí

odlitku atd..

6.2 Vstupní parametry

Základem pro numerickou simulaci je 3D geometrie vyráběného dílu, vtokového a

odvzdušňovacího systému. K odlitku je nutné následně připojit vtokovou soustavu. Vtoková

soustava se skládá z tablety, vtokových kanálů a vtokového naříznutí. Po připojení vtokové

soustavy k odlitku následuje napojení odvzdušňovací soustavy skládající se

z odvzdušňovacích kanálů a odvzdušňovacích jamek. Odvzdušňovací soustava je napojena na

opačné straně neţ soustava vtoková. Připojením vtokové a odvzdušňovací soustavy je moţné

připravit numerickou simulaci plnění a tuhnutí odlitku.

6.3 Výpočtová síť

Geometrie odlitku, vtokové a odvzdušňovací soustavy slouţí pro vytvoření výpočtové sítě.

Tato síť zachycuje rychlostní a teplotní gradienty proudící taveniny. Přesné výsledky jsou

podmíněny vhodnou velikostí elementů tvořící výpočtovou síť. Příliš malé elementy ovšem

znamenají delší výpočtový čas.

6.4 Počáteční a okrajové podmínky

Spuštění simulace je podmíněno vhodným výběrem okrajových podmínek, jako jsou

materiály formy, materiál odlitku, teplota taveniny, počáteční teplota formy, licí stroj

a rychlost plnění formy. Materiálové termofyzikální parametry mohou být získávány

z materiálových databází výpočtových softwarů nebo z databází od specializovaných firem.

6.5 Výsledky numerické simulace

Pomocí numerické simulace můţeme hledat vady, jakými jsou např. porezita vznikající při

tuhnutí kovu nebo uzavření plynů při špatném plnění dutiny formy. Dalšími častými vadami,

jeţ lze odhalit pomocí simulace, mohou být nezaběhnutí kovu do celého objemu dutiny nebo

výskyt oxidických blan.

6.6 Numerická simulace navržených vtokových soustav

V této kapitole budou popsány dvě numerické simulace vysokotlakého lití s rozdílnými

vtokovými systémy. Simulace byly provedeny programem Cast-Designer. Na základě

výsledků bude vybrán jeden vtokový systém, který se následně pouţije při návrhu tlakové licí

formy.



26

6.6.1 Numerická simulaceprvní vtokové soustavy

Jako vstup pro numerickou simulaci poslouţil 3D model odlitku, vtokové a odvzdušňovací

soustavy vytvořený v softwaru CATIA V5R19. Ten byl převeden ve formátu step do

výpočtového softwaru Cast-Designer V6.2. V prostředí Cast-Designeru byla vytvořena

výpočtová síť, vloţeny okrajové podmínky a poté spuštěna numerická simulace. Výsledky

analýzy jsou zobrazeny v prostředí softwaru ParaView.

6.6.1.1 Výpočtová síť

Pomocí funkce Fastmesh byla vytvořena objemová výpočtová síť. Objemové prvky sítě

jsou rozděleny do dvou velikostí. Výpočtová síť odlitku je vytvořena prvky o velikosti 3.5mm

z důvodu přesnějšího výsledku simulace.

Na povrchu tělesa byla vytvořena plošná síť, reprezentující plochu přestupu tepla mezi

odlitkem a tělesy, které jsou v s ním v kontaktu.

Obrázek 25 Model odlitku, vtokové a odvzdušňovací soustavy

Obrázek 26 Výpočtová síť



27

6.6.1.2 Počáteční a okrajové podmínky

Výpočet probíhá pouze na modelu odlitku s vtokovou a odvzdušňovací soustavou.

Prostředí formy bylo popsáno pomocí funkce Quikmould, která nahradí tělesa v kontaktu

s počítaným tělesem. Funkce Quickmould výrazně urychlí proces výpočtu. Materiál odlitku

a formy byl vloţen z materiálové knihovny programu CAST-DESIGNER. Následně byly

vloţeny okrajové podmínky procesu lití jako rychlost pístu při plnění dutiny, počáteční

teploty formy a taveniny a velikost dotlaku licího stroje.

6.6.1.3 Výsledky numerické simulace

Ve výsledcích byly zkoumány procesy: plnění dutiny formy, tuhnutí odlitku, doba zaplnění

dutiny formy a porezita vzniklá tuhnutím odlitku nebo uzavřeným vzduchem uvnitř odlitku.

Parametr Hodnota

Materiál odlitku AlSi9Cu3

Materiál formy DIEVAR

Teplota taveniny před litím 680°C

Teplota formy před litím 20°C

Typ licího stroje IDRA 2200

Uzavírací síla stroje 2200 kN

Rychlost pístu při plnění dutiny 2.3 m/s

Velikost dotlaku stroje 12.5 Mpa

Tabulka 1 Okrajové podmínky simulace



28

6.6.1.4 Plnění dutiny formy

Z obrázku 27 plnícího cyklu je vidět, jak dochází v průběhu času k vyplnění dutiny formy.

Teplota taveniny je po dobu lití dostatečně vysoká a dojde tak k úplnému vyplnění dutiny

formy. Z toho vyplývá, ţe druh slitiny odlitku a teplota lití byly vhodně zvoleny.

Obrázek 27 Plnění dutiny formy



29

6.6.1.5 Tuhnutí odlitku

Na dokončený proces plnění dutiny formy je moţné navázat simulací tuhnutí odlitku.

Teplo je odváděno z tuhnoucí taveniny do prostoru formy. Pokles teplot je nejvýraznější

v okrajových oblastech odlitku a v místech, kde je menší tloušťka stěn.

Ke ztuhnutí odlitku dojde po necelých 13 sekundách. V době, kdy došlo ke ztuhnutí

odlitku a kovu ve vtokové a odvzdušňovací soustavě je vnitřní oblast tablety stále nad

teplotou solidu, jak je vidět z posledního obrázku tuhnoucího cyklu. Tento problém lze ovšem

snadno vyřešit umístěním chlazení do okolí tablety.

Obrázek 28 Tuhnutí odlitku



30

6.6.1.6 Doba zaplnění dutiny formy

Zaplnění dutiny dochází ve směru od vtokové soustavy k odvzdušňovací soustavě. Doba

zaplnění dutiny formy při rychlosti pístu 2.3m/s je 0.058564 sekund. Posledními místy

zaplnění jsou odvzdušňovací kanály umístěné proti vtokovým naříznutím. Díky tomu dochází

k odvzdušňování po celou dobu plnění dutiny formy. Odvzdušňovací soustava je tedy

navrţena správně.

6.6.1.7 Porezita vzniklá tuhnutím odlitku

Na obrázcích jsou vidět problémová místa, která jsou ovlivněna objemovými změnami

vznikajícími při tuhnutí odlitku. Tuhnutím taveniny uvnitř dutiny formy odlitek sniţuje svůj

objem a dochází tak ke geometrickým změnám. Tyto změny je moţné kompenzovat

v případě, ţe vtoková naříznutí nejsou zcela zatuhlá a mohou při dotlaku stále přivádět

taveninu do dutiny formy.

Obrázek 29 Doba zaplnění dutiny

Obrázek 30 Porezita způsobená změnou objemu odlitku



31

6.6.1.8 Uzavřený vzduch v odlitku

Během tlakového lití dochází vlivem turbulentního proudění k uzavírání vzduchu uvnitř

odlitku. Taveninou uzavřený vzduch nemůţe postupovat dutinou formy k odvzdušňovacímu

systému a vytvoří tak v odlitku vzduchové bubliny. Na následujícím obrázku lze vidět místa

s výskytem uzavřeného vzduchu.

Na obrázku 31 je vidět vzduch uzavřený uvnitř odlitku, který má za následek výskyt

vnitřních vad odlitku. Největší výskyt uzavřeného vzduchu je na bocích odlitku u zesílených

stěn. Dalšími kritickými místy jsou ustavovací výstupky.

Na obrázku 32 je vidět vzduch uzavřený na povrchu odlitku způsobující povrchové vady

odlitku jako např. nedolití. Místa koncentrace povrchových vad jsou opět ustavovací

výstupky.

Obrázek 31 Vzduch uzavřený uvnitř odlitku

Obrázek 32 Vzduch uzavřený na povrchu odlitku



32

6.6.2 Numerická simulace druhé vtokové soustavy

Pro druhou numerickou simulaci vysokotlakého lití byla pouţita odlišná vtoková soustava.

Model odlitku a odvzdušňovací soustavy zůstal beze změn. Vtoková soustava byla vytvořena

v modelovém prostředí výpočtového softwaru Cast-Designer V6.2. Výpočet byl proveden

stejně jako u první simulace ve výpočtovém prostředí Cast-Designeru. Výsledky simulace

jsou zobrazeny pomocí softwaru ParaView.

6.6.2.1 Výpočtová síť

Výpočtová sít byla vytvořena na modelu pomocí funkce Fastmesh. Z důvodu snadnějšího

porovnání výsledků mezi simulacemi byla velikost prvků objemové výpočtové sítě volena

také 3.5mm.

Na povrchu tělesa byla vytvořena plošná síť, která slouţí při výpočtu jako plocha, na které

dochází k přestupu tepla mezi odlitkem a formou.

Obrázek 33 Model odlitku, vtokové a odvzdušňovací soustavy

Obrázek 34 Výpočtová síť



33

6.6.2.2 Počáteční a okrajové podmínky

Výpočet probíhá stejně jako první simulace na zjednodušeném modelu odlitku s novou

vtokovou soustavou a původní odvzdušňovací soustavou. Prostředí formy bylo popsáno

pomocí funkce Quikmould, která nahradí tělesa v kontaktu s počítaným tělesem. Funkce

Quickmould výrazně zrychlí samotný proces výpočtu. Materiál odlitku

a formy byl vloţen z materiálové knihovny programu CAST-DESIGNER. Následně byly

vloţeny okrajové podmínky procesu lití jako rychlost pístu při plnění dutiny, velikost dotlaku

licího stroje a počáteční teploty formy a taveniny.

6.6.2.3 Výsledky numerické simulace

Vyhodnocení druhé simulace probíhá u stejných dějů jako při první simulaci. Jedná se tedy

o simulaci plnění a tuhnutí odlitku, porezity v odlitku a uzavřeného vzduchu.

Parametr Hodnota

Materiál odlitku AlSi9Cu3

Materiál formy DIEVAR

Teplota taveniny před litím 680°C

Teplota formy před litím 20°C

Typ licího stroje IDRA 2200

Uzavírací síla stroje 2200 kN

Rychlost pístu při plnění dutiny 2.3 m/s

Velikost dotlaku stroje 12.5 Mpa

Tabulka 2 Okrajové podmínky simulace



34

6.6.2.4 Plnění dutiny formy

Obrázek 35 ukazuje, jak dochází v průběhu času k vyplnění dutiny formy. Teplota

taveniny je po dobu lití dostatečně vysoká a dojde tak k úplnému vyplnění dutiny formy.

Proces lití je z pohledu druhu slitiny a teplotě lití zvolen vhodně.

Obrázek 35 Plnění dutiny formy



35

6.6.2.5 Tuhnutí odlitku

Proces tuhnutí se při pouţití odlišného vtokového systému nelišil. Teploty solidu je

dosahováno nejprve u tenkostěnných a krajních oblastí odlitku a v místech vtokových

naříznutí.

Ke ztuhnutí odlitku dojde po necelých 15 sekundách. Stejně jako v prvním případě po

zatuhnutí kovu v dutině a uvnitř vtokové a odvzdušňovací soustavy je vnitřní oblast tablety

stále nad teplotou solidu. Pouţití chlazení tablety bude nutné také u druhého typu vtokového

systému.

Obrázek 36 Tuhnutí odlitku



36

6.6.2.6 Doba zaplnění dutiny formy

Zaplnění dutiny dochází ve směru od vtokové soustavy k odvzdušňovací soustavě. Doba

zaplnění dutiny formy při rychlosti pístu 2.3 m/s je 0.066434 sekund. Odvzdušňovací kanály

jsou poslední místa, která se zaplní kovem. Jak je vidět na obrázku 66 odvzdušňovací

soustava nebude ale zcela zaplněna taveninou, uvnitř kanálků zůstává uzavřený vzduch.

Uzavřený vzduch uvnitř odvzdušňovacího kanálu nebude mít negativní vliv na celkovou

kvalitu odlitku.

6.6.2.7 Porezita vzniklá tuhnutím odlitku

Tuhnutí odlitku a místa ovlivněná objemovými změnami jsou vyznačena na obrázku 99.

Tyto změny je moţné kompenzovat v případě, ţe vtoková naříznutí nejsou zcela zatuhlá

a mohou při dotlaku stále přivádět taveninu do dutiny formy. První simulace přináší obdobné

výsledky jako simulace druhá. Porezita vznikající tuhnutím tedy není ovlivněna vtokovou

soustavou, nýbrţ samotným tvarem odlitku.

Obrázek 37 Doba plnění dutiny

Obrázek 38 Porezita v odlitku vzniklá změnou objemu



37

6.6.2.8 Uzavřený vzduch v odlitku

Vlivem turbulentního proudění taveniny v dutině formy dochází k uzavírání vzduchu

a vzniku tzv. vzduchové bubliny. Rychlost taveniny uvnitř vtokového naříznutí, geometrie

odlitku a druh taveniny jsou parametry, kterými lze ovlivnit uzavírání vzduchu uvnitř

taveniny.

Na obrázku 39 jsou vidět vzduchové bubliny uvnitř odlitku, které mají za následek vnitřní

vady odlitku. V porovnání s výsledkem první simulace došlo se změnou vtokového systému

k výrazně lepším výsledkům.

Na obrázku 40 jsou vidět místa vzduchu uzavřeného na povrchu odlitku, která výrazně

ovlivňují povrchovou jakost odlitku. Změnou vtokového systému došlo také k výrazně lepším

výsledků. Sniţuje se tak riziko vzniku vad jako např. nedolití.

Obrázek 39 Vzduch uzavřený uvnitř odlitku

Obrázek 40 Vzduch uzavřený na povrchu odlitku



38

6.6.3 Závěr

Numerická simulace vysokotlakého lití proběhla pomocí softwaru Cast-Designer. Výpočet

probíhal vţdy na zjednodušeném modelu obsahující pouze odlitek, vtokovou

a odvzdušňovací soustavu. Zjednodušený model umoţňuje zjednodušení přípravy simulace

a zkrácení výpočtového času. Varianty se od sebe lišily pouze vtokovým systémem. Vhodnost

vtokového systému byla hodnocena na základě výsledků simulace jako je tuhnutí odlitku,

doba plnění dutiny formy, porezita a uzavřený vzduch. Okrajové podmínky obou simulací

byly totoţné.

První varianta vtokového systému byla navrţena v softwaru CatiaV5R19 a následně

převedena do výpočtového prostředí Cast-Designeru. Simulace plnění formy ukázala

postupné zaplňování nejprve vtokového systému, následně dutiny formy a jako poslední

odvzdušňovacího systému. Tento fakt naznačuje, ţe vtoková soustava je navrţena správně.

Největší problém nastal při uzavírání vzduchu během procesu lití. U navrţené vtokové

soustavy dochází při plnění dutiny k nadměrnému uzavíraní plynů v tavenině, které vedou ke

vzniku povrchových a podpovrchových vad.

Model druhé varianty vtokového systému byl vytvořen přímo v softwaru Cast-Designer.

Tavenina postupuje z vtokové soustavy do dutiny formy a následně do odvzdušňovací

soustavy, u které nedojde k úplnému zaplnění. V odvzdušňovací soustavě dojde k tzv.

nedolití. Nedolití uvnitř odvzdušňovací soustavy ovšem neovlivní výslednou kvalitu odlitku a

není tak nutné odvzdušňovací soustavu upravovat. Nejvýraznější změnou při pouţití druhého

typu vtokového systému bylo sníţení uzavřeného plynu v tavenině.

Při pouţití obou variant vtokových systémů došlo k vyplnění formy ve velice krátkém

čase. Odvzdušnění formy bylo zajištěno po celou dobu plnění. Největší rozdíl byl zjištěn ve

výsledcích uzavřeného vzduchu uvnitř taveniny. Výrazně lepšího výsledku dosáhla druhá

varianta, proto následný návrh formy pro tlakové lití bude pracovat s touto variantou.



39

7. Konstrukce formy pro tlakové lití

7.1 Sestava formy pro tlakové lití

Obrázek 41 Sestava formy pro tlakové lití



40

7.2 Popis činnosti formy pro tlakové lití

Jednonásobná tlaková licí forma se skládá ze dvou polovin. Poloviny nepohyblivé, která je

v licím stroji upnuta k nepohyblivé desce a poloviny pohyblivé, která je upnuta na pohyblivé

desce licího stroje.

Obrázek 43 Nepohyblivá polovina formy

Obrázek 42 Pohyblivá polovina formy



41

Hlavní pracovní pohyb nástroje vykonává pohyblivá polovina formy. Pracovním pohybem

se rozumí zdvih, který je závislý na geometrickém charakteru odlévaného dílu. Velikost

zdvihu byla určena na 450 mm s ohledem na výšku odlitku, prostor potřebný k odformování

odlitku a uchopení manipulačním zařízením.

Uzavřená tlaková licí forma s ustavenými pohyblivými částmi je postupně plněna

taveninou směřující do dutiny formy. Postupné plnění dutiny formy je doprovázeno celou

řadou technologických procesů prováděných speciálními komponenty umístěnými na formě.

Po vyplnění a zatuhnutí kovu v dutině následuje proces odformování a vyhození odlitku

pomocí vyhazovacího mechanismu.

Mezi technologické procesy doprovázející plnění a tuhnutí kovu patří temperace.

Temperací se rozumí cirkulace temperačního média (minerální olej o teplotě 180°C)uvnitř

formy v předem vytvořených kanálech v částech formy, které se dostávají do přímého

kontaktu s taveninou nebo jsou v její blízkosti. Temperační médium je do prostoru formy

přiváděno pomocí rychlospojek a koncovek. Dalším technologickým procesem ovlivňující

kvalitu odlitku je odvzdušnění prováděné během lití čtyřmi odvzdušňovači.

Odformováním odlitku se rozumí jeho uvolnění tak, aby bylo moţné bezpečné vyhození

z prostoru formy. Odformování provádějí pohyblivé sestavy šíbrů, které během licího procesu

mění svojí polohu a s jejichţ pomocí jsou vytvořeny v odlitku otvory během lití.

Posledním procesem je samotné vyhození odlitku pomocí vyhazovacího mechanismu,

jehoţ činnost bude detailněji popsána v následující kapitole.

7.3 Komponenty tlakové licí formy

Sestava tlakové licí formy se skládá z velkého mnoţství komponent, které plní různé

funkce od vedení taveniny ve formě aţ po temperaci jednotlivých částí. Nejdůleţitější

komponenty včetně jejich funkcí budou detailně popsány v této kapitole.

7.3.1 Tvarové vložky

Patří k nejdůleţitějším komponentům formy, jsou vloţeny a upevněny v rámech obou

polovin formy. Tvarové vloţky při dosednutí obou polovin formy vytvoří dutinu ve tvaru

odlitku. Geometrická přesnost a kvalita povrchu těchto tvarových ploch zásadně ovlivňuje

kvalitu výsledného odlitku. Postup výroby tvarové plochy vloţky byl popsán v kapitole 4.



42

Tvarová vloţka pohyblivé poloviny formy

Vloţka je sloţena ze tří částí, velké tvarové vloţky a dvou malých tvarových vloţek. Jeden

z důvodu pouţití malých vloţek je snadnější výroba tvarových ploch. Velká tvarová vloţka

obsahuje otvor pro vtokovou vloţku, vyfrézované kapsy pro vloţení malých vloţek

a obrobené vtokové kanály pro přívod taveniny ke tvarové ploše. Frézovány jsou také kanály

odvádějící vzduch z dutiny formy umístěné na druhé straně tvarové plochy. Kapsy obrobené

na bocích vloţky slouţí pro ustavení sestavy šíbru s vloţenými jádry. Tvarová vloţka dále

obsahuje vyvrtané otvory pro vyhazovače, vratné kolíky, šikmá a přímá jádra. Temperace

vloţky je prováděna skrz vyvrtané okruhy, kterými je vedeno temperační médium.

Tvarová vloţka nepohyblivé poloviny formy

Vloţka nepohyblivé části formy má mimo tvarovou plochu také na jedné straně vytvořený

otvor, do kterého je vloţena vtoková komora, přivádějící taveninu ze stroje do prostoru

formy. Stejně jako u vloţky pohyblivé poloviny jsou i na vloţce nepohyblivé poloviny

vyvrtány otvory temperačních okruhů, bočních a přímých jader. Kapsy pro sestavy šíbru jsou

stejně jako u vloţky pohyblivé poloviny formy obrobeny na bocích.

Obrázek 44 Tvarová vložka pohyblivé poloviny formy

Obrázek 45 Tvarová vložka nepohyblivé poloviny formy

Malá tvarová vloţka

Otvor pro vtokovou vloţku

Kapsy pro ustavení sestavy šíbrů

Otvor pro vtokovou komoru Kapsy pro ustavení sestavy

šíbrů



43

Poţadavky na pouţitý materiál u tvarových vloţek jsou při tlakovém lití zaloţeny

především na odolnosti vůči namáhání za zvýšené teploty. Tvarové vloţky se obvykle

vyrábějí z nástrojových ocelí, ale existují materiály od firem specializujících se na výrobu

materiálů pouţívaných na namáhané prvky tlakových licích forem. Běţně se tvarové vloţky

vyrábějí z např. ocelí W.Nr. 1.2312 (DIN 40CrMnMoS86).

Tvarové vloţky jsou vyrobeny z materiálu DIEVAR Cr-Mo-V. Jedná se o legovanou ocel

od stejnojmenné firmy. Ocel se vyznačuje odolností proti plastické deformaci a opotřebení za

zvýšených teplot, stejně tak odolností proti tepelné únavě. Tepelné namáhání patří mezi

nejzásadnější zatíţení ovlivňující ţivotnost tvarových vloţek.[11]

7.3.2 Rámy

Rámy umístěné v obou polovinách formy jsou základním prvkem, na který jsou navázány

ostatní komponenty dané poloviny formy. Rámy mohou být vyrobeny frézováním

z ocelového bloku nebo odlévány s následným opracováním funkčních ploch. Jedná se

o nejrozměrnější prvky celé formy s vyfrézovanou rozměrnou kapsou uprostřed, do které je

následně vloţena tvarová vloţka.

Rám nepohyblivé poloviny formy

Uchycení pevné poloviny formy je konstrukčně řešeno pomocí T šroubů vloţených ve

vyfrézovaných dráţkách na spodní straně rámu. V rozích rámu jsou obrobeny kapsy pro

vodící elementy formy. Jako u tvarové vloţky je rovněţ v rámu vytvořen otvor pro vtokovou

komoru formy. Odvzdušňovače jsou vloţeny ve dvou postranních kapsách na horní straně

rámu.

Obrázek 46 Rám nepohyblivé poloviny formy

Kapsy pro vodící elementy

Kapsy pro odvzdušňovače

Dráţky pro připevňovací šrouby



44

Rám pohyblivé poloviny formy

Uvnitř těla rámu jsou kapy pro tvarovou vloţku a vtokovou vloţku. Jako u rámu pohyblivé

poloviny jsou v rozích kapsy pro protilehlé vodící elementy a na horní straně pro dva

odvzdušňovače. Na bocích jsou obrobeny vodorovné dráţky pro vodící desky sestavy šíbru.

Ve spodní části rámu jsou vyfrézovány kapsy pro hydraulické válce.

Kapsy pro vodící elementy

Dráţky vodících desek sestavy

šíbru

Kapsy pro odvzdušňovače

Obrázek 47 Horní strana rámu pohyblivé poloviny formy

Obrázek 48 Spodní strana rámu nepohyblivé poloviny formy

Kapsy pro hydraulické válce



45

7.3.3 Vtoková soustava

Přemístění taveniny z prostoru licí komory stroje do dutiny formy je hlavní funkcí vtokové

soustavy sestávající se z vtokové komory formy, vtokové vloţky a dvojice vloţek. Tavenina

prochází nejprve vtokovou komorou a následně pokračuje přes vtokovou vloţku do

vytvořených vtokových kanálů ve tvarové vloţce.

Vtokové kanály

Vtokové kanály slouţí k vedení taveniny od místa přívodu do prostoru formy aţ ke

vtokovému naříznutí, kterým je tavenina dopravena do dutiny formy. Rozměry a tvar

vtokových kanálů jsou nejprve voleny, následné úpravy se provádí na základě výsledků

testovacího provozu formy.

Vtoková komora

Numerická simulace tuhnutí odlitku v dutině formy poukázala na fakt, ţe tableta přechází

do pevné fáze pomaleji neţ odlitek. Aby nedocházelo ke zbytečným prostojům, je nutné okolí

tablety intenzivně chladit pomocí vtokové komory. Vtoková komora je konstrukčně řešena

jako svařenec vloţky s přepáţkami a vnější trubky.Vloţka má po obvodu obrobeny čtyři

dráţky, které společně s přivařenou čtveřicí přepáţek usměrňují tok chladící kapaliny.

Obrázek 50 Vtoková komora

Odlitek Odvzdušňovací kanály

Vtokové kanály

Vtoková naříznutí

Obrázek 49 Vtoková soustava s odlitkem

Vloţka s přepáţkami

Vnější trubka

Tableta



46

Vtoková vloţka

Tavenina procházející vtokovou komorou formy se následně dostává ke vtokové vloţce.

Vtoková vloţka rozděluje proud kovu pomocí vyfrézované dráţky do vtokových kanálů

vytvořených na horní ploše tvarové vloţky. Chladící okruh napomáhající tuhnutí spodní části

tablety je řešen pomocí vyvrtaných otvorů v těle vloţky. Těmito otvory je vedena chladicí

kapalina. Pro názornost je pouţit obrázek průhledného 3D modelu vtokové vloţky.

Vloţky komory

Vloţky zabraňují tomu, aby nedocházelo k přímému kontaktu mezi proudící taveninou

a rámem příslušné poloviny formy.

Obrázek 51 Vtoková vložka

Dráţka rozdělující proud

taveniny

Vstup chladicí kapaliny

Výstup chladicí kapaliny

Obrázek 52 Vložka komory



47

7.3.4 Odvzdušňovací soustava

Uzavřený vzduch uvnitř dutiny formy je odváděn pomocí jednoduchého systému

odvzdušňovacích kanálů ústících do odvzdušňovačů, kterými je vzduch odváděn z prostoru

formy do okolí. Vzduch je tlačen z dutiny formy proudem taveniny, která je po zaplnění

dutiny kontinuálně vytlačována tlakem licího stroje, dále do odvzdušňovacích kanálů, kde

následně při působení konstantního tlaku stroje (dotlaku) zatuhne.

Odvzdušňovací kanály se nacházejí pouze na tvarové vloţce pohyblivé poloviny formy,

odvzdušňovače jsou uloţeny na obou polovinách formy.

Odvzdušňovací kanály

Vzduch vytlačovaný proudící taveninou z dutiny formy se nejprve hromadí

v odvzdušňovacích jamkách. Odvzdušňovací jamkyj sou napojeny na odvzdušňovací kanály,

kterými je následně veden vzduch aţ k dvojici odvzdušňovačů. Odvzdušňovací jamky

a kanály se v průběhu odvádění vzduchu zároveň zaplňují taveninou procházející skrz dutinu

formy, která při působení dotlaku zatuhne.

Odvzdušňovače

Dvě dvojice odvzdušňovačů jako poslední prvky odvzdušňovací soustavy slouţí

k vyvedení vzduchu z prostoru formy do okolí. Vyvedení vzduchu je realizováno úzkou

mezerou mezi vlnovými plochami dosednutých odvzdušňovačů.

Obrázek 53 Odvzdušňovací soustava

Obrázek 54 Mezera mezi odvzdušňovači

Odvzdušňovač nepohyblivé

poloviny formy

Odvzdušňovač pohyblivé

poloviny formy

Vlnová mezera mezi

odvzdušňovači

Odvzdušňovací

jamky

Odvzdušňovací

kanály



48

7.3.5 Jádra

Otvory předepsané na odlitku jsou vyráběny při odlévání pomocí válcových jader různých

velikostí a délek. Jádra jsou ve formě vţdy uloţena tak, aby zasahovala do dutiny formy

v místech budoucího otvoru a byla při plnění dutiny obtečena taveninou. Podle velikosti

a polohy jsou pouţity čtyři typy jader.

Velká boční jádra

Jedná se o největší typ jader zhotovující vnitřní otvory pro uloţení loţisek vačkového

hřídele uvnitř víka hlavy válců. Poloha bočních jader by znemoţňovala odformování odlitku,

proto jsou jádra ustavena v pohyblivé sestavě šíbru, který umoţňuje přemístění jader po

kaţdém licím procesu z prostoru odlitku. Jádra jsou tempemperována z důvodu zvýšení

ţivotnosti a lepšího zaběhnutí kovu v prostoru kolem jader. Temperace bočního jádra je

detailněji popsána v části zabývající se temperací formy.

Malá boční jádra

Otvory pro snímače otáček vačkových hřídelů uloţených ve víku hlavy válců jsou předlity

pomocí malých bočních jader. Malá jádra jsou také z důvodu odformování napojena na malou

sestavu šíbru.

Obrázek 55 Velké boční jádro

Obrázek 56 Malé boční jádro



49

Šikmá jádra

Otvory na odlitku dopravující olej do prostoru loţisek vačkových hřídelů jsou předlity

pomocí šikmých jader. Jádra jsou uloţena uvnitř pístnice hydraulického válce a vedena

pomocí pevných pouzder ustavených v tvarové vloţce.

Přímá jádra

Otvory pro pevné spojení víka hlavy válců s hlavou válců spalovacího motoru, nebo

krytem víka hlavy válců vytvářejí přímá jádra. Přímá jádra nebrání ţádným způsobem

v odformování odlitku, mohou být tedy uloţeny pevně, bez nutnosti změny polohy během

procesu lití. Jádra jsou vloţena pouze do předvrtaných otvorů ve tvarové vloţky nepohyblivé

poloviny formy. Přímá jádra jsou podepřeny a ustaveny pomocí dvojice zátek

zašroubovaných v rámu nepohyblivé poloviny formy.

Obrázek 57 Šikmé jádro

Obrázek 59 Přímé jádro

Obrázek 58 Ustavení přímých jader

Rám nepohyblivé

poloviny formy

Tvarová vloţka nepohyblivé

poloviny formy

Přímé jádro

Zátky za jádro

Zátky pod jádro



50

7.3.6 Pohyblivé části formy (šíbry)

Pohyblivé mechanismy slouţí pro ovládání jader, která znemoţňují po ztuhnutí odlitku

jeho následné odformování. Tlaková licí forma vyuţívá trojici pohyblivých sestav. První

sestavou je velká sestava šíbru ovládající velká boční jádra, druhou sestavou je malá sestava

šíbru ovládající malá boční jádra a poslední sestavou jsou samostatné hydraulické válce

ovládající jádra šikmá.

Velká sestava šíbru

Sestava šíbru je tvořena nosnou částí pevně spojenou s rámem a pohyblivou částí

s uloţenými bočními jádry. Základem nosné části velké sestavy šíbru jsou dvě boční konzoly

a trojice podpěrných desek. Všechny nosné části jsou samostatně přišroubovány k rámu

pohyblivé poloviny formy pomocí šroubů s vnitřním šestihranem. K nosným částem sestavy

šíbru jsou také připojeny další části sestavy slouţící pro vedení pohyblivé části sestavy šíbru

jako boční lišty s kluznými destičkami a spodní kluzné desky. Nepohyblivou část sestavy

uzavírá zadní deska s hydraulickým válcem připevněna k bočním konzolám.

Pohyblivou část sestavy šíbru tvoří zámek a šoupátko s uloţenými bočními jádry. Boční

jádra jsou vloţena do šoupátka a ustavena pomocí zámku přišroubovaného k šoupátku.

Přímočarý posuvný pohyb vyvolaný hydraulickým válcem je přes dvojici čepů uloţených ve

spojce přenesen na zámek pevně spojený se šoupátkem. Hydraulický válec je nakupovaný

komponent od firmy Parker specializující se na prvky hydraulických obvodů. Hlavními

parametry hydraulického válce jsou průměr válce a zdvih. Průměr válce společně s tlakem

hydraulické kapaliny určuje uzavírací sílu hydraulického válce. Zdvih válce je zvolen na

základě délky bočního jádra zasahujícího do dutiny formy. Při výsuvné délce jádra 175 mm je

zdvih válce stanoven na 180 mm.[12]

Obrázek 60 Velká sestava šíbru

Boční konzoly

Boční lišty

Zadní deska

s hydraulickým válcem

Boční jádra Šoupátko Zámek

Spojka



51

Koncové polohy pohyblivé části jsou nastaveny pomocí jednoduchého mechanismu

koncových dorazů umístěných na tyči v předepsaném snadno nastavitelném rozmezí, které

odpovídá poţadovanému zdvihu pístu. Detekci koncové polohy provádí koncový spínač při

kontaktu s dorazy. Koncový spínač je součástkou nakoupenou od firmy Telemacanique.

Podpěrné desky

Spodní kluzné desky

Koncový dorazy

Koncový spínač

Obrázek 62 Velká sestava šíbru

Obrázek 61 Koncový spínač



52

Malá sestava šíbru

Malá sestava šíbru slouţí pro ovládání malého bočního jádra během licího procesu.

Posuvný pohyb od hydraulického válce je přenášen na jádro pomocí čepů spojených

v kotoučové spojce. Malé boční jádro je vloţeno do kotouče spojeného s pohyblivým čepem

vystupující z kotoučové spojky.

Nosnou konstrukci tvoří dvojice tyčí spojených s rámem nepohyblivé poloviny formy

a deskou s hydraulickým válcem.

Kontrola polohy malého bočního jádra je prováděna také pomocí koncového spínače

a dorazu.

Obrázek 63 Malá sestava šíbru

Obrázek 64 Řez malou sestavou šíbru

Nosné tyče

Deska s hydraulickým

válcem

Hydraulický válec Kotoučová spojka Malé boční jádro Přenášecí čepy



53

Hydraulický válec

Hydraulicky ovládaná část formy umoţňuje pohyb šikmých jader po ztuhnutí odlitku.

Rozměrová omezení v prostoru formy znemoţnila pouţití jednodušší varianty nakupovaných

hydraulických válců. Válec je nutné vyrobit s předem danými maximálními vnějšími rozměry

určenými velikostí kapsy obrobené v rámu pohyblivé poloviny formy (160x155x114).

Hydraulický válec je navrţen jako dvojčinný skládající se z válce, pístnice, dvojice víček a

potřebných těsnících a vodících elementů. Vnitřek válce tvoří pracovní prostor, do kterého je

přiváděno tlakové médium vyvrtanými otvory s těsnícím závitem Rp 3/8. Dutá pístnice slouţí

jako pohyblivý člen válce a zároveň jako uloţení šikmého jádro. Víčka na koncích

hydraulických válců uzavírají pracovní prostor válce. Jsou přišroubována k válci pomocí

čtveřice šroubů s vnitřním šestihranem. Ochranu proti úniku tlakového média z pracovního

prostoru válce zajišťují hydraulická těsnění vloţená do vnější dráţky víčka. Víčko dále

obsahuje trojici dráţek na vnitřním průměru pro stírací krouţek nečistot, pístnicové těsnění

chránící před únikem tlakové kapaliny a vodící krouţek pístnice pro přesné přímočaré vedení

pístnice ve válci.

Pístnice s pístem je vyrobena jako jedna součást, na pístu je opatřena třemi dráţkami pro

dvojici vodících krouţků a těsnění.

Obrázek 65 Řez hydraulickým válcem

Válec

Pístnice

Víčka



54

7.3.7 Vedení formy

Vedení pohyblivé poloviny vůči polovině nepohyblivé zajišťuje externí sestava vedení

umístěná v rozích rámu. Sestava je tvořená vodící deskou uloţenou v kapse a přišroubovanou

pěticí šroubů s vnitřním šestihranem k rámu nepohyblivé poloviny formy a dvojicí vodících

destiček umístěných po stranách v kapsách v rozích rámu pohyblivé poloviny formy. Plochy

vedení, u kterých dochází během pracovního procesu ke kontaktu, musí být kalené a broušené

pro zajištění přesného vedení s dlouhou ţivotností. Nevýhoda umístění vedení v rozích

příslušného rámu spočívá v rozšíření rozměru rámu. Zvyšuje se tak cena rámu resp. nástroje.

Výhodou externího vedení je však snadná a rychlá výměna v případě poškození některého

z komponentů.

Obrázek 66 Vedení při zavřené formě

Obrázek 67 Vedení formy

Vodící deska

Vodící destičky



55

7.3.8 Mezideska formy

Deska umístěná mezi rámem a stojinami pohyblivé poloviny formy. Hlavní funkce

mezidesky spočívá v uzavření kapes rámu, ve kterých jsou vloţeny a upevněny hydraulické

válce pohybující bočními jádry. Deska má na horní straně 6 dráţek, které při spojení s rámem

přesně dosednou na kapsy s hydraulickými válci a dochází tak k uzavření prostoru válců

a k jejich ochraně proti moţnému poškození.

Deska dále obsahuje jednu tvarovou dráţku, ve které jsou uloţeny kabely pro prvky

kontrolující teplotu a funkčnost hydraulických válců během pracovního cyklu. V desce je

vyvrtána řada otvorů pro šrouby s vnitřním šestihranem zajišťující pevné spojení s rámem

pohyblivé poloviny formy. Deska navíc obsahuje čtveřici otvorů pro zapuštění vodících

kolíků vyhazovacího paketu, který popisuje následující část.

7.3.9 Vyhazovací paket

Hlavní funkce vyhazovacího paketu spočívá v bezpečném vyhození odlitku včetně

ztuhlého kovu v kanálech. Paket tvoří kotevní a opěrná deska, vratné kolíky a vyhazovače.

Vyhazovací paket dále obsahuje vedení, kontrolu polohy a nástavce na licí stroj.

Odlitek a kov zatuhlý ve vtokových a odvzdušňovacích kanálech je vyhozen z prostoru

tlakové licí formy pomocí vyhazovačů. Vyhazovače jsou uloţeny v předvrtaných otvorech

uvnitř kotevní desky a opřeny spodní válcovou dosedací plochou o desku opěrnou. Horní

plocha kaţdého vyhazovače odlitku je obrobena tak, aby co nejlépe kopírovala okolní

tvarovou plochu a nevznikaly kruhové vyvýšeniny nebo propadliny na odlitku.Vyhazovače

odlitku jsou umístěny na rovinných plochách odlitku, horní plocha vyhazovače je tedy také

rovinná. Vyhazovače zatuhlého kovu umístěné ve vtokových a odvzdušňovacích kanálech

kopírují tvarové plochy kanálů, aby nebránily proudu tekoucího kovu.

Obrázek 68 Mezideska

Uzavírací dráţky

Dráţka pro uloţení kabelů

Tvarová dráţka



56

Vratné kolíky slouţí pro navrácení vyhazovacího paketu do počáteční polohy před kaţdým

pracovním cyklem. Jsou uloţeny stejně jako vyhazovače v kotevní desce a opřeny o opěrnou

desku. Procesu vyhození nejprve předchází otevření tlakové licí formy a vysunutí bočních a

šikmých jader, následuje přímočarý pohyb vyhazovacího paketu směrem k odlitku do doby,

neţ je dosaţeno vyhození odlitku. Vysunuté vratné kolíky při uzavírání formy narazí jako

první na nepohyblivou polovinu formy a vracejí vyhazovací paket do počáteční polohy.

Obrázek 69 Vyhazovací paket

Obrázek 70 Uložení vyhazovačů uvnitř desek

Opěrná deska

Kotevní deska

Vratné kolíky

Vyhazovače zatuhlého kovu Vyhazovače odlitku



57

Vedení vyhazovacího paketu umoţňují čtyři válcová vedení tvořená vodícím kolíkem

a vodícím pouzdrem. Vodící kolík je přišroubován k mezidesce pomocí šroubu s vnitřním

šestihranem umístěným uvnitř kaţdého vodícího kolíku a opřen o upínací desku. Vodící

pouzdro je uloţeno mezi kotevní a opěrnou desku.

Kontrola polohy vyhazovacího paketu je prováděna pomocí dvojice koncových snímačů,

mezi kterými se pohybuje kladička spojená s jednoduchou deskou přišroubovanou ke kotevní

desce. Koncové snímače mají rozestup rovnající se zdvihu vyhazovacího paketu a jsou

umístěny na plechu s vyfrézovanými dráţkami pro jednoduché přestavení rozestupu snímačů.

Obrázek 71 Řez vedením vyhazovacího paketu

Vodící kolík Vodící pouzdro

Obrázek 72 Kontrola polohy vyhazovacího paketu

Koncové spínače

Kladička

Plech s dráţkami



58

Nástavce na licí stroj slouţí pro spojení vyhazovacího paketu s pohyblivou části licího

stroje. Nástavce jsou přišroubovány k opěrné desce a uvnitř těla mají otvor pro závitové tyče

spojené s pohyblivou částí licího stroje.

7.3.10 Upínací deska

Bezpečné a spolehlivé upnutí pohyblivé poloviny formy obstarává upínací deska. Upnutí je

provedeno pomocí T šroubů vloţených do dráţek zhotovených po obvodu upínací desky.

Deska je spojena s okolními komponenty pohyblivé poloviny formy pomocí šroubů

vloţených do předvrtaných otvorů. Dále deska obsahuje otvory pro nástavce na licí stroj,

které spojují vyhazovací paket s licím strojem.

Obrázek 73 Nástavec na lis

Obrázek 74 Upínací deska

Dráţky pro připevňovací

šrouby

Otvory pro nástavce na lis



59

7.3.11 Temperace formy

Proudící tavenina o teplotě 680°C odevzdává teplo do svého okolí a dochází tak k poklesu

rychlosti proudu. Mohou vznikat vady odlitku jako např. studené spoje nebo staţeniny.

Zároveň jsou prvky formy ve styku s taveninou tepelně namáhány, výrazně se tak sniţuje

jejich ţivotnost. K odstranění těchto neţádoucích účinků napomáhají temperační okruhy, ve

kterých během licího procesu proudí temperační médium (minerální olej), sniţuje se tak vliv

cyklického namáhání způsobeného výkyvem teplot. Umístění temperačních okruhů volí

konstruktér formy na základě zkušeností nebo na základě výsledků simulací licího procesu.

Médium je do temperovaných součástí formy přiváděno pomocí trubek s koncovkami, které

jsou napojeny na vnější přívody temperačního média. Forma obsahuje několik na sobě

nezávislých temperačních okruhů (temperace tvarových vloţek, temperace vtokové soustavy,

temperace bočních jader atd.), které jsou detailně popsány v této kapitole.

Temperace tvarové vloţky nepohyblivé poloviny formy

Temperační okruhy jsou tvořeny vyvrtanými otvory blízko tvarové plochy pro co největší

účinnost temperace. Zároveň byla poloha vyvrtaných otvorů volena tak, aby temperační

otvory nekolidovalys předvrtanými otvory pro jádra. Na spodním obrázku jsou barevně

rozlišeny jednotlivé temperační okruhy.

Obrázek 75 Temperace tvarové vložky nepohyblivé poloviny formy



60

K ochlazení tvarové vloţky pro urychlení tuhnutí taveniny po vyplnění tvarové dutiny

formy dochází pomocí sond vloţených do otvorů uvnitř tvarové vloţky. Těmito otvory proudí

demineralizovaná voda o teplotě 20°C. Sestava sondy se skládá ze tří částí.

Z�

Documents

DIPLOMOVÁ PRÁCEPRACOVIŠT ZýU - FST - KKS DRUH PRÁCE DIPLOMOVÁ BAKALÁŘSKÁ Nehodící se škrtnte NÁZEV PRÁCE Konstrukce formy pro tlakové lití FAKULTA strojní KATEDRA